[实用新型]一种双曲率半径光学透镜及光耦合系统

说明书

本实用新型提供一种双曲率半径光学透镜及光耦合系统，所述双曲率半径光学透镜，包括光学透镜和金属结构件，其中光学透镜嵌入在金属结构件中，光学透镜靠近耦合光纤的一面为双曲率半径结构，所述双曲率半径结构为光学透镜的X、Y轴为正交方向，X、Y轴向截面的光学透镜曲率不同。本实用新型设计新颖合理，结构简单，使用方便，且成本低，具有重要的市场价值。

技术领域

本实用新型涉及光通信领域，尤其涉及起到光电转换作用的由FP、DFB型激光二极管经过同轴封装或蝶形封装的光发射器件、光收发合一器件中的光耦合系统。

背景技术

近年来随着光通信的发展，数据业务、无源光网络PON接入业务激增，起到光电转换作用的光发射器件、光收发合一器件的使用量呈现出爆发式的增长。同时光纤传输距离也随着部分业务的需求而增长，导致应用层面对光功率的要求也更高。这些对光器件制造企业带来增量的同时也增加了成本、产品性能的双重压力。

无论是光发射器件还是光收发合一器件均需要将激光耦合进光纤。当前主要使用的有FP、DFB型激光二极管，FP表示法布里珀罗型激光器，DFB表示分布式反馈激光器。

同轴封装：激光发射主光轴与光学透镜主光轴共轴封装方式，封装后管脚为插入式，这种方式成本很低，多用于10G及以下速率的产品。

蝶形封装：激光发射主光轴与光学透镜主光轴不共轴封装方式，封装后管脚类似蝴蝶翅膀，两边多为对称排列，多数采用制冷器控制，用于各种速率产品，成本较高。

为了提高出光纤时的光功率，可以通过提升激光器发射效率、光耦合效率的方式来解决。光耦合系统中的核心是激光器、透镜、光纤，在激光器和光纤均相对稳定的前提下，提高透镜的传输效率和质量是提升耦合效率的关键。

传统的透镜系统一般分为球面透镜和非球面透镜，这两者在目前已经大规模用于光耦合系统中。通过优化光学参数、优化材质提升折射率、控制尺寸精度等传统方式提升耦合效率的效果愈加不明显。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有技术中的不足，针对FP、DFB激光器的发射光发散角特征，设计了一种新型的透镜结构和相应的耦合系统，可以有效提升光耦合效率、质量。

本实用新型技术方案提供一种双曲率半径光学透镜，包括光学透镜和金属结构件，其中光学透镜嵌入在金属结构件中，光学透镜靠近耦合光纤的一面为双曲率半径结构，所述双曲率半径结构为光学透镜的X、Y轴为正交方向，X、Y轴向截面的光学透镜曲率不同。

而且，在金属结构件上设置光学透镜的X轴向和Y轴向的标识。

而且，所述金属结构件为金属管体。

本实用新型还提供一种光耦合系统，包括激光二极管和双曲率半径光学透镜，所述双曲率半径光学透镜包括光学透镜和金属结构件，其中光学透镜嵌入在金属结构件中，光学透镜靠近耦合光纤的一面为双曲率半径结构，所述双曲率半径结构为光学透镜的X、Y轴为正交方向，X、Y轴向截面的光学透镜曲率不同。

而且，在金属结构件上设置光学透镜的X轴向和Y轴向的标识。

而且，激光二极管的垂直和平行发散角分别对准金属结构件上的X、Y轴向标识。

而且，所述金属结构件为金属管体。

由于激光器发出的高斯光分为垂直、平行两个方向，基于FP、DFB激光器垂直和平行两个方向的发射角不同的特征，其出光为椭圆状偏振光。本实用新型采用透镜双曲率的方式针对不同方向上的发散角进行区分耦合，其在两个方向上的耦合均可以达到较优耦合状态，显著提升整体耦合效率。双曲率透镜采用模具热压的方法制作，从而在正交方向上制作出双曲率效果。本实用新型设计新颖合理，结构简单，使用方便，且成本低，但有显著的改善效果，在通信行业将产生重要作用，具有重大的市场价值。

附图说明